JP2571775Y2 - 小型同期モータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、小型同期モータにおい
てロータのスラスト方向の振動を防止する構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の小型同期モータでは、ロータがス
ラスト方向に振動するため、ロータスラストノイズが発
生する。このスラストノイズを防止するために、機種に
よっては、ロータの軸の一端の部分に板状のスプリング
をはめ込み、ロータの軸の他端を対向位置の軸受け部分
に押し当てる構造としている。このような構造の場合に
部品管理と組み立て工数が多くなり、これの改善が望ま
れている。

【０００３】一方、従来からロータの着磁に際して、ロ
ータ周面の着磁量は、モータの特性上重要なファクター
として管理を行っている。しかし、ロータの着磁に際
し、ロータ周面と同時に着磁状態となるロータ端面の着
磁量は、従来からあまり重要視されず、管理外となって
いた。この結果として、ロータ端面の着磁が不均一とな
っていた。ロータスラストノイズの発生原因を究明した
結果、上記ロータ端面の着磁量が影響しており、特にそ
の不均一な着磁量がロータスラストノイズの発生に大き
く関与していることがわかった。

【０００４】

【考案の目的】本考案は、このような知見にもとづい
て、ロータ端面の不均一な着磁をなくすることにより、
ロータのスラストノイズを低減させることである。

【０００５】

【考案の解決手段】上記目的の下に、本考案は、ロータ
端面の着磁量をＮＳ極で均一化つまり各極着磁量を等し
くすると共に、ロータの中心を極歯の軸方向の重なりの
中心よりずらすことによって、磁気的な偏倚力を与えて
いる。

【０００６】

【実施例】図１は、小型同期モータ１の構成を示してい
る。小型同期モータ１は、ロータ２とステータ３とで組
み立てられている。ロータ２は、図２のように、周方向
に交互に着磁された円柱状の永久磁石４と、その中心の
軸５によって組み立てられている。また、ステータ３
は、カップ状のケース兼用のステータコア６、カップ状
のステータコア６の内部にはめ込まれた板状のステータ
コア７および励磁コイル８によって組み立てられてい
る。

【０００７】一方のステータコア６は、カップ状の磁性
体であり、底部分を切り起こすことによって、ロータ２
の極と対向する極歯９をロータ２の円周方向に沿って形
成している。他方のステータコア７は、磁性体であり、
中心部分を切り起こすことによって、ロータ２の極と対
向する極歯１０をロータ２の円周方向に沿って形成して
いる。そして、両者の極歯９、１０は、円周方向に沿っ
て交互に配置されている。励磁コイル８は、プラスチッ
ク製のボビン１１に巻き付けられており、これと共に上
下のステータコア６、７の間に配置されている。なお、
ステータコア７の中心部分は、極歯１０を折り曲げて形
成する過程で、永久磁石４が入り込む大きさの孔（空
間）を形成している。

【０００８】一方のステータコア６は、軸５を支持する
孔１２を形成している。また、ケース兼用のステータコ
ア６の開口側に円形のプレート１３がはめ込まれてお
り、その一部で軸５を支持する孔１４を形成している。
そして、ロータ２の永久磁石４は、中心の樹脂部２３の
部分で軸５に対して回転自在でスラスト方向に変位自在
に支持されている。これらのステータコア６、７および
プレート１３は、減速用のギヤケースを兼用しており、
内部で減速用のギヤ１６、１７、１８を収容している。
ロータ２の樹脂部２３と一体のピニオン１５の回転は、
減速用のギヤ１６、１７、１８を介して出力軸１９に伝
達される。なお、これらのギヤ１６、１７、１８および
出力軸１９は、ステータコア７とプレート１３との間に
固定された軸２１、２２や軸受け２０によって支持され
ている。

【０００９】ここで永久磁石４の着磁に際し、その周面
のみならず、軸方向の端面でＮＳ極の着磁量が等しくな
るように管理されている。したがって、永久磁石４の端
面の磁気特性は、図３に示すように、ＮＳ極の中性軸
（横軸）を中心として、線対称に形成されている。な
お、従来のものでは、図４に例示するように、着磁状態
が対称でなく、着磁量がＮ＜Ｓ、Ｎ＞Ｓあるいはランダ
ムとなっている。

【００１０】またステータ３の中心すなわち上下で重ね
合う極歯９、１０の重なり合う磁気的な作用の中心Ｂ
は、ロータ２（永久磁石４）の磁気的な作用の中心Ａよ
りもステータコア６側に偏倚させてある。

【００１１】励磁コイル８に交番電流を流すと、それに
同期してロータ２が回転する。この交番電流によって、
ステータコア６、７にＮ極とＳ極とが交互に現れる。ス
テータコア７にＮ極またはＳ極が現れても、その中心部
分が孔（空間）となっているため、ステータコア７の磁
束は、永久磁石４の端面に対してほとんど作用せず、磁
力を及ぼしていない。

【００１２】しかし、ケース兼用のステータコア６は、
中心部分で永久磁石４の端面と向き合っている。このた
め、その部分にＮ極またはＳ極が発生すると、これらの
磁極は、永久磁石４の端面に直接作用し、ロータ２に対
して磁力として吸着力または排斥力を交互に作用させ
る。前述の通り、このときの吸着力または排斥力の変動
がロータ２のスラスト方向の振動となり、ロータスラス
トノイズ原因となる。

【００１３】図５は、電流−吸着力（排斥力）の特性を
グラフで示している。このグラフで１点鎖線は、永久磁
石４の端面を均一に着磁し、ロータ２に磁気的な偏倚力
を作用させる例であり、また実線は、永久磁石４の端面
を均一に着磁し、磁気的な偏倚力を作用させない例を示
している。そして、点線は、従来のものすなわち永久磁
石４の端面を均一に着磁しないで、しかもロータ２に磁
気的な偏倚力を作用させない例を示している。

【００１４】この図５において、本考案のものすなわち
均一着磁の場合に、励磁電流を大きくしても、Ｎ極、Ｓ
極の間で、吸着力に大差は生じない。また、電流を上昇
させても、排斥力に変化は現れない。このように吸着力
に差が生じないため、ロータ２にスラスト方向の振動も
大きな振幅として発生しないことになる。また、偏倚力
を作用させると、電流が大きくなっても、吸着力が大き
く変化しない。したがって、スラストノイズを発生させ
ないためには、永久磁石４の端面を均一に着磁し、加え
て磁気的な偏倚力を作用させることが有効となる。

【００１５】なお、ステータ３が励磁されているとき、
ロータ２は、ステータ３からの磁束の作用によって、極
歯９、１０の磁気的な作用の中心Ｂとロータ２の磁気的
な作用の中心Ａとを一致させる方向に変位するため、ロ
ータ２は、その磁気的な変位力によって、軸５に沿って
ケース兼用のステータコア６の方向に押し当てられ、こ
の偏倚力によって、振動を防止する作用を発生する。こ
のときの磁気的偏倚力は、電流の大きさに比例する。

【００１６】図５の点線の従来例において、電流を大き
くすると、交番磁界によるＮ、Ｓ極間の吸着力の差が大
きくなり、それにともなってスラスト方向の振動も大き
くなる。これによって、スラストノイズが発生すること
になる。しかも従来のものの場合に、電流をさらに大き
くすると、吸着力が排斥力に変わり、その結果大きなス
ラストノイズが発生する。

【００１７】このように、本考案では、ステータコア６
がＳ極またはＮ極に励磁されても、それらの間で吸着力
に大きな変化が現れない。このため、スラスト方向の振
動が小さくてすむことになる。なお、偏倚力を作用させ
たときに、大きな吸着力が働き、これが振動を防止する
ための力としてロータ２に作用するため、ロータ２の振
動が一層低く抑えられる。

【００１８】これに反し、従来のものによると、ステー
タコア６側でのＮ極着磁とＳ極着磁との間で大きな吸着
力の差が現れ、その差が電流の大きさによってますます
拡大する。そして、ある値を越えると、吸着力が排斥力
として作用してくる。このため、ロータ２のスラスト方
向の振動が大きく現れることになる。

【００１９】なお、吸着力は、図６に例示するように、
励磁コイル８に所定方向の電流を流し、ステータ３を励
磁し、その内部のロータ２に作用するスラスト方向の力
を測定することによって、検出できる。

【００２０】上記実施例では、軸５がステータコア６や
プレート１３に固定されているが、この軸５は、樹脂部
２３に固定されていてもよいし、その場合、孔１２、１
４は軸５に対する軸受けとなる。

【００２１】

【考案の効果】本考案では、ステータの交番磁界による
交番磁束によっても、ロータに働く力がＮ極とＳ極とで
大きな差として現れないため、ロータのスラストノイズ
をばねなしで防止することができ、またこのロータの振
動を防止することにより、スムーズな回転が得られ、モ
ータを取り付けた後の共振現象やビビリを防止すること
ができる。

【００２２】また、ステータの磁気的な作用の中心をロ
ータの磁気的な作用の中心よりもケース兼用のステータ
コアの方向に変位させると、ステータの励磁状態のとき
に作用する磁気的な吸着力（偏倚力）によって、ロータ
の振動が一層低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】小型同期モータの断面図である。

【図２】ロータの斜面図である。

【図３】本考案のロータ端面の着磁状態の説明図であ
る。

【図４】従来例のロータ端面の着磁状態の説明図であ
る。

【図５】電流−吸着力（排斥力）の特性を示すグラフで
ある。

【図６】吸着力を測定するときの原理図である。

【符号の説明】

１ 小型同期モータ ２ ロータ ３ ステータ ４ 永久磁石 ５ 軸 ６ ケース兼用のステータコア ７ ステータコア ８ 励磁コイル ９ 極歯 １０ 極歯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−185267（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−32346（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−9768（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−158817（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−195766（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−9768（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭39−5809（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 21/14 H02K 1/27 H02K 29/00

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面で多極着磁されたロータ（２）と、
   このロータ（２）の極と対向する極歯（９、１０）が切
   り起こされたステータコア（６、７）と、極歯（９、１
   ０）の外側に配置された励磁コイル（８）とからなる小
   型同期モータ（１）において、上記多極着磁されたロー
   タ（２）のロータ端面の各極着磁量を等しくしたことを
   特徴とする小型同期モータ（１）。
2. 【請求項２】 励磁コイル（８）を挟んで上下にステー
   タコア（６、７）があり、該ステータコア（６、７）に
   は各々対向方向に切り起こされた極歯（９、１０）があ
   り、該極歯（９、１０）は同一円周上に上下から交互に
   配置されており、極歯（９、１０）の軸方向の重なりの
   中心（Ｂ）がロータ（２）の軸方向の中心（Ａ）よりス
   テータコア（６）側としたことを特徴とする請求項１記
   載の小型同期モータ（１）。